2022届高考物理一轮全程-2-2-力的合成与分解课件2.ppt

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1、第一页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第一页，编辑于星期四：二十点 二十八分。温故自温故自查查1力的合成力的合成(1)合力：如果几个力同合力：如果几个力同时时作用于一个物体，作用于一个物体，我我们们可以求出可以求出这样这样一个力，一个力，这这个力个力产产生的生的 跟原来几个力共同跟原来几个力共同产产生的生的 相同，相同，这这个个力就叫做那几个力的合力可力就叫做那几个力的合力可见见，合力与，合力与原来几个力是原来几个力是 的关系的关系效果效果效果效果等效替代等效替代第二页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第二页，编辑于星期四：二十点 二十八分。(2)力的合成：力的合成：叫做力的合叫做力的合成成

2、(3)共点力：特征是作用共点力：特征是作用线线“共点共点”，而不一定，而不一定是力的作用点是力的作用点“共点共点”求几个力的合力求几个力的合力第三页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第三页，编辑于星期四：二十点 二十八分。2平行四平行四边边形定形定则则求两个互成角度的共点力求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，的合力，可以用表示可以用表示F1、F2的有向的有向线线段段为为 作平作平行四行四边边形，它的形，它的 (在两个有向在两个有向线线段段F1、F2之之间间)就表示合力的大小和方向，如就表示合力的大小和方向，如图图所示所示对角线对角线邻边邻边第四页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第四页，编

3、辑于星期四：二十点 二十八分。考点精析考点精析1合力的大小及方向合力的大小及方向已知两共点力的大小分已知两共点力的大小分别为别为F1、F2，其方向之，其方向之间间的的夹夹角角为为，由，由图图知合力的大小知合力的大小为为讨论讨论：(1)在在F1、F2大小不大小不变变的情况下，的情况下，F1、F2之之间间的的夹夹角角越大，合力越大，合力F越小；越小；越小，越小，合力合力F越大越大第五页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第五页，编辑于星期四：二十点 二十八分。(2)当当0时时，FF1F2，为为F的最大的最大值值当当120且且F1F2时时，FF1F2当当180时时，F|F1F2|，为为F的最小的最小值

4、值(3)合力的合力的变变化范化范围为围为|F1F2|FF1F2合力可以大于分力，可以等于分力，也可合力可以大于分力，可以等于分力，也可以小于分力以小于分力 第六页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第六页，编辑于星期四：二十点 二十八分。2三角形定则与多边形定则三角形定则与多边形定则(1)三角形定三角形定则则根据平行四根据平行四边边形定形定则则，合力和两个分力必，合力和两个分力必构成一个封构成一个封闭闭的矢量三角形，叫做力的三的矢量三角形，叫做力的三角形定角形定则则如如图图甲所示甲所示(2)多多边边形定形定则则：由三角形定：由三角形定则则可推广到多可推广到多个力的合成情况：由共点个力的合成情况：

5、由共点O顺顺次首尾相次首尾相连连作出各力的作出各力的图图示，然后由共点示，然后由共点O向最后一向最后一个力的末端所引的个力的末端所引的图图示即示即为为要求的合力要求的合力如如图图乙所示乙所示.第七页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第七页，编辑于星期四：二十点 二十八分。温故自温故自查查1分力：如果一个力作用在物体上分力：如果一个力作用在物体上产产生生的效果和其他的效果和其他 共同作用在共同作用在该该物体上物体上产产生的效果生的效果 ，这这几个力就叫做那个力几个力就叫做那个力的分力的分力显显然，然，这这几个力与那个力也是几个力与那个力也是关系关系2力的分解：力的分解：叫叫做力的分解做力的分解几

6、个力几个力相同相同等效等效替代替代求一个已知力的分力求一个已知力的分力第八页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第八页，编辑于星期四：二十点 二十八分。考点精析考点精析1没有实际限制的力的分解，见下表：没有实际限制的力的分解，见下表：已知条件已知条件示意示意图图解的情况解的情况已知合力和已知合力和两个分力两个分力的方向的方向已知合力和已知合力和两个分力两个分力的大小的大小有两解或无解有两解或无解(当当|F1F2|F或或FF1F2时时无解无解)第九页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第九页，编辑于星期四：二十点 二十八分。已知条件已知条件示意示意图图解的情况解的情况已知合力和已知合力和一个分力一个

7、分力的大小和的大小和方向方向有惟一解有惟一解第十页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第十页，编辑于星期四：二十点 二十八分。已知条件已知条件示意示意图图解的情况解的情况已知合力已知合力和一个和一个分力的分力的大小和大小和另一个另一个分力的分力的方向方向当当0F时时，有一，有一组组解解(2)当当F1Fsin时，无时，无解解(3)当当FsinF1F时，有一组解，时，有一组解，其余情况无解其余情况无解第十一页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第十一页，编辑于星期四：二十点 二十八分。2.力的两种分解法力的两种分解法(1)力的效果分解法力的效果分解法根据力的根据力的实际实际作用效果确定两个作用效果确定

8、两个实际实际分力的分力的方向方向再根据两个再根据两个实际实际分力方向画出平行四分力方向画出平行四边边形形最后由平行四最后由平行四边边形知形知识识求出两分力的大求出两分力的大小和方向小和方向第十二页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第十二页，编辑于星期四：二十点 二十八分。(2)正交分解法：把一个力分解正交分解法：把一个力分解为为互相垂直互相垂直的两个分力，特的两个分力，特别别是物体受多个力作用是物体受多个力作用时时，把物体受到的各力都分解到互相垂直的两把物体受到的各力都分解到互相垂直的两个方向上去，然后分个方向上去，然后分别别求每个方向上力的求每个方向上力的代数和，把复代数和，把复杂杂的矢量运

9、算的矢量运算转转化化为为互相垂互相垂直方向上的直方向上的简单简单的代数运算其方法如下：的代数运算其方法如下：正确正确选择选择直角坐直角坐标标系，通常系，通常选择选择共点力共点力的作用点的作用点为为坐坐标标原点，直角坐原点，直角坐标标系的系的选择选择应应使尽量多的力在坐使尽量多的力在坐标轴标轴上上第十三页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第十三页，编辑于星期四：二十点 二十八分。正交分解各力，即分正交分解各力，即分别别将各力投影在坐将各力投影在坐标轴标轴上，然后求各力在上，然后求各力在x轴轴和和y轴轴上的分力的合力上的分力的合力Fx和和Fy：FxF1xF2xF3x，FyF1yF2yF3y第十四页

10、，编辑于星期一：十三点 四十六分。第十四页，编辑于星期四：二十点 二十八分。命题规律命题规律根据平行四边形定则或矢量三根据平行四边形定则或矢量三角形定则、正交分解法对各分力进行合成角形定则、正交分解法对各分力进行合成第十五页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第十五页，编辑于星期四：二十点 二十八分。考例考例1如如图图甲所示，有五个力作用于同甲所示，有五个力作用于同一点一点O，表示，表示这这五个力的有向五个力的有向线线段恰好分段恰好分别别是构成一个正六是构成一个正六边边形的两形的两邻边邻边和三条和三条对对角角线线已知已知F310N，则这则这五个力的合力五个力的合力大小大小为为_N.第十六页，编辑

11、于星期一：十三点 四十六分。第十六页，编辑于星期四：二十点 二十八分。解析解析方法一：根据正六边形的对边平方法一：根据正六边形的对边平行且相等和三角形定则可知：行且相等和三角形定则可知：F2和和F5的合的合力等于力等于F3；F1和和F4的合力也等于的合力也等于F3，所以，所以这这5个力的合力等于个力的合力等于3F330N.第十七页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第十七页，编辑于星期四：二十点 二十八分。方法二：由对称性知，方法二：由对称性知，F1和和F5的夹角为的夹角为120，它们的大小相等，合力在其夹角的，它们的大小相等，合力在其夹角的平分线上，合力的大小等于其分力的大小，平分线上，合力的

12、大小等于其分力的大小，故力故力F1和和F5的合力的合力F15 5N.如图乙所如图乙所示同理，示同理，F2和和F4的合力大小也在其角平的合力大小也在其角平分线上，由图中几何关系可知：分线上，由图中几何关系可知：F24F3F115N.故这五个力的合力故这五个力的合力FF3F15F2430N.第十八页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第十八页，编辑于星期四：二十点 二十八分。方法三：利用正交分解法将力方法三：利用正交分解法将力F1、F2、F4、F5沿沿F3方向和垂直方向和垂直F3的方向分解，如图丙的方向分解，如图丙所示根据对称性知所示根据对称性知Fy0，合力，合力FFx3F330N.答案答案30第十

13、九页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第十九页，编辑于星期四：二十点 二十八分。总结评述总结评述(1)力的合成或力的分解力的合成或力的分解过过程，程，实际实际上是等效上是等效变换变换的的过过程程(2)正确正确选择选择直角坐直角坐标标系的坐系的坐标轴标轴方向从方向从理理论论上上讲讲使用正交分解法，直角坐使用正交分解法，直角坐标标系的系的坐坐标轴标轴方向的方向的选选定是任意的，但在定是任意的，但在处处理具理具体体问题时问题时，选择较为选择较为合理的坐合理的坐标轴标轴方向，方向，可使可使问题问题的解法的解法简简化化第二十页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第二十页，编辑于星期四：二十点 二十八分。如

14、如图图所示，物体所示，物体m与斜面体与斜面体M一起静止在水一起静止在水平面上若将斜面的平面上若将斜面的倾倾角角稍微增大一些，且稍微增大一些，且物体物体m仍静止在斜面上，仍静止在斜面上，则则()第二十一页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第二十一页，编辑于星期四：二十点 二十八分。A斜面体斜面体对对物体的作用力物体的作用力变变小小B斜面体斜面体对对物体的摩擦力物体的摩擦力变变大大C水平面与斜面体水平面与斜面体间间的摩擦力的摩擦力变变大大D水平面与斜面体水平面与斜面体间间的摩擦力的摩擦力变变小小第二十二页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第二十二页，编辑于星期四：二十点 二十八分。解析解析斜面体对

15、物体的作用力为斜面体对斜面体对物体的作用力为斜面体对物体的支持力与摩擦力的合力，由于物体物体的支持力与摩擦力的合力，由于物体处于静止，因此斜面体对物体的作用力与处于静止，因此斜面体对物体的作用力与重力等大反向，由于重力等大反向，由于稍微增大一些后，物稍微增大一些后，物体仍静止在斜面上，因此斜面体对物体的作用体仍静止在斜面上，因此斜面体对物体的作用力与重力仍等大反向，斜面体对物体的作用力力与重力仍等大反向，斜面体对物体的作用力不变，不变，A错误；斜面体对物体的静摩擦力等于错误；斜面体对物体的静摩擦力等于物体重力沿斜面向下的分力，即等于物体重力沿斜面向下的分力，即等于mgsin，若，若稍微增大一些

16、，摩擦力增大，稍微增大一些，摩擦力增大，B正确；正确；对整体研究，整体沿水平方向不受其他外力，对整体研究，整体沿水平方向不受其他外力，没有相对滑动的趋势，因此水平面与斜面体间没有相对滑动的趋势，因此水平面与斜面体间的摩擦力为零，的摩擦力为零，C、D错误错误答案答案B第二十三页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第二十三页，编辑于星期四：二十点 二十八分。命题规律命题规律根据力的实际作用效果进行分根据力的实际作用效果进行分解，考查力的分解方法的运用解，考查力的分解方法的运用第二十四页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第二十四页，编辑于星期四：二十点 二十八分。考例考例2某某压压榨机的榨机的结结构示

17、构示意意图图如如图图所示，其中所示，其中B点点为为固固定定铰链铰链，若在，若在A铰链处铰链处作用一作用一垂直于壁的力垂直于壁的力F，则则由于力由于力F的作用，使滑的作用，使滑块块C压紧压紧物体物体D，设设C与与D光滑接触，杆的重光滑接触，杆的重力及滑力及滑块块C的重力不的重力不计计压压榨榨机的尺寸如机的尺寸如图图甲所示，甲所示，l0.5m，b0.05m.求物体求物体D所所受受压压力的大小是力的大小是F的多少倍？的多少倍？第二十五页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第二十五页，编辑于星期四：二十点 二十八分。解析解析按力按力F的作用效果沿的作用效果沿AC、AB方向方向分解为分解为F1、F2，如图

18、乙所示，则，如图乙所示，则第二十六页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第二十六页，编辑于星期四：二十点 二十八分。按力按力F1的作用效果沿水平向左和竖直向下分的作用效果沿水平向左和竖直向下分解为解为FN、FN，如图丙所示，则如图丙所示，则FNF1sin，以上各式联立解得以上各式联立解得FN5F.所以物体所以物体D所受压力的大小是所受压力的大小是F的的5倍倍答案答案物体物体D所受所受压压力的大小是力的大小是F的的5倍倍第二十七页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第二十七页，编辑于星期四：二十点 二十八分。总结评述总结评述解解题题基本思路基本思路第二十八页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第二十八

19、页，编辑于星期四：二十点 二十八分。如如图图所示，用一个所示，用一个轻质轻质三角支架三角支架悬悬挂重物，挂重物，已知已知AB杆所能承受的最大杆所能承受的最大压压力力为为2000N，AC绳绳所能承受最大拉力所能承受最大拉力为为1000N，30，为为不使支架断裂，求不使支架断裂，求悬悬挂的重物挂的重物应满应满足的条足的条件？件？第二十九页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第二十九页，编辑于星期四：二十点 二十八分。解析解析设两分力为设两分力为F1、F2，画出的平行，画出的平行四边形如右图所示四边形如右图所示第三十页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第三十页，编辑于星期四：二十点 二十八分。当悬挂物

20、重力增加时，对当悬挂物重力增加时，对AC绳的拉力将先绳的拉力将先达到最大值，所以为不使三角架断裂，计达到最大值，所以为不使三角架断裂，计算中应以算中应以AC绳中拉力达到最大值为依据，绳中拉力达到最大值为依据，即取即取F2F2m1000N，于是得悬挂物的重，于是得悬挂物的重力应满足的条件为力应满足的条件为GmF2sin30500N.答案答案500N第三十一页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第三十一页，编辑于星期四：二十点 二十八分。命题规律命题规律对多力作用的物体进行力的合对多力作用的物体进行力的合成时利用正交分解法求解方便、准确，特成时利用正交分解法求解方便、准确，特别是对力分解或合成时三角

21、形不是直角三别是对力分解或合成时三角形不是直角三角形的情景更为实用考查灵活运用正交角形的情景更为实用考查灵活运用正交分解法解决力的合成与分解，一般是以选分解法解决力的合成与分解，一般是以选择题或计算题形式出现择题或计算题形式出现 第三十二页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第三十二页，编辑于星期四：二十点 二十八分。考例考例3如如图图所示，一个重所示，一个重为为G的木箱放的木箱放在水平地面上，木箱与水平面在水平地面上，木箱与水平面间间的的动动摩擦摩擦因数因数为为，用一个与水平方向成，用一个与水平方向成角的推力角的推力F推推动动木箱沿地面做匀速直木箱沿地面做匀速直线线运运动动，则则推力的水推力的

22、水平分力等于平分力等于()第三十三页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第三十三页，编辑于星期四：二十点 二十八分。解析解析F1Fcos，选，选AFcosN(F2G)(FsinG)答案答案AC第三十四页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第三十四页，编辑于星期四：二十点 二十八分。在在倾倾角角为为的斜面上，一条的斜面上，一条质质量不量不计计的皮的皮带带一端固定在斜面上端，另一端一端固定在斜面上端，另一端绕过绕过一中一中间间有一圈凹槽的有一圈凹槽的圆圆柱体，并用与斜面柱体，并用与斜面夹夹角角为为的力的力F拉住，使整个装置拉住，使整个装置处处于静止状于静止状态态，如，如图图所示不所示不计计一切摩擦，一

23、切摩擦，圆圆柱体柱体质质量量为为m，求拉力求拉力F的大小和斜面的大小和斜面对圆对圆柱体的柱体的弹弹力力N的的大小大小第三十五页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第三十五页，编辑于星期四：二十点 二十八分。某同学分析某同学分析过过程如下：程如下：将拉力将拉力F沿斜面和垂直于斜面方向沿斜面和垂直于斜面方向进进行分解行分解沿斜面方向：沿斜面方向：Fcosmgsin沿垂直于斜面方向：沿垂直于斜面方向：FsinNmgcos问问：你同意上述分析的：你同意上述分析的过过程程吗吗？若同意，？若同意，按照按照这这种分析方法求出种分析方法求出F及及N的大小；若不同的大小；若不同意，指明意，指明错误错误之之处处并求

24、出你并求出你认为认为正确的正确的结结果果第三十六页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第三十六页，编辑于星期四：二十点 二十八分。解析解析不同意不同意平行于斜面的皮带对圆柱体也有力的作用因平行于斜面的皮带对圆柱体也有力的作用因此圆柱体受力如图所示此圆柱体受力如图所示将拉力将拉力F沿斜面和垂直于斜面方向进行分沿斜面和垂直于斜面方向进行分解后，建立平衡方程，解后，建立平衡方程，沿斜面方向受力平衡：沿斜面方向受力平衡：FcosFmgsin第三十七页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第三十七页，编辑于星期四：二十点 二十八分。沿垂直于斜面方向：沿垂直于斜面方向：FsinNmgcos将将代入上式，解得：代

25、入上式，解得：第三十八页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第三十八页，编辑于星期四：二十点 二十八分。命题规律命题规律判断物体所受某个力的最小力判断物体所受某个力的最小力利用图解法方便、直观特别是动态平衡利用图解法方便、直观特别是动态平衡问题中常用图解法求解考查力的三角形问题中常用图解法求解考查力的三角形的灵活运用，常以选择题或计算题的形式的灵活运用，常以选择题或计算题的形式出现出现第三十九页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第三十九页，编辑于星期四：二十点 二十八分。考例考例4如如图图是用来粉刷是用来粉刷墙墙壁的涂料壁的涂料滚滚的的示意示意图图使用使用时时，用撑竿推着涂料，用撑竿推着涂料滚滚

26、沿沿墙墙壁上下壁上下滚动滚动，把涂料均匀地粉刷到，把涂料均匀地粉刷到墙墙壁上壁上撑竿的重量和撑竿的重量和墙墙壁的摩擦均不壁的摩擦均不计计，而且，而且撑竿足撑竿足够长够长粉刷工人站在离粉刷工人站在离墙墙壁某一距壁某一距离离处缓缓处缓缓上推涂料上推涂料滚滚，使撑竿与，使撑竿与墙墙壁壁间间的的夹夹角越来越小角越来越小该过该过程中撑竿程中撑竿对对涂料涂料滚滚的的推力推力为为F1，涂料，涂料滚对墙滚对墙壁的壁的压压力力为为F2，下，下列列说说法中正确的是法中正确的是()第四十页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第四十页，编辑于星期四：二十点 二十八分。AF1增大，增大，F2减小减小 BF1减小，减小，F

27、2增大增大CF1、F2均增大均增大 DF1、F2均减小均减小第四十一页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第四十一页，编辑于星期四：二十点 二十八分。解析解析涂料滚受三个力的作用，重力、墙涂料滚受三个力的作用，重力、墙壁对涂料滚水平向左的弹力壁对涂料滚水平向左的弹力F2、撑竿对涂料、撑竿对涂料滚的推力滚的推力F1，重力的大小方向确定，墙壁对，重力的大小方向确定，墙壁对涂料滚的弹力方向确定、粉刷工人站在离墙涂料滚的弹力方向确定、粉刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上推涂料滚，涂料滚受力壁某一距离处缓缓上推涂料滚，涂料滚受力始终平衡，这三个力构成矢量三角形，使撑始终平衡，这三个力构成矢量三角形，使撑竿与

28、墙壁间的夹角越来越小则矢量图变化竿与墙壁间的夹角越来越小则矢量图变化如图所示，由图可知，当使撑杆与墙壁间的如图所示，由图可知，当使撑杆与墙壁间的夹角越来越小，夹角越来越小，F1、F2均减小，均减小，F2和和F2等大反向，因此等大反向，因此F1、F2均减小均减小D正确正确答案答案D第四十二页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第四十二页，编辑于星期四：二十点 二十八分。如如图图所示，物体静止于光滑水平面所示，物体静止于光滑水平面M上，力上，力F作用于物体作用于物体O点，点，现现要使物体沿着要使物体沿着OO方向方向做直做直线线运运动动(F与与OO方向都在方向都在M平面内平面内)，必，必须须同同时时再

29、加一个力再加一个力F，这这个力的最小个力的最小值值是是()第四十三页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第四十三页，编辑于星期四：二十点 二十八分。AFtan BFcosCFsin DFcot解析解析合力与两分力可构成一闭合三角形，合力与两分力可构成一闭合三角形，物体沿物体沿OO运动，合力沿运动，合力沿OO，过，过F的矢的矢量末端作量末端作OO的垂线，垂线最短，即为的垂线，垂线最短，即为F的最小值的最小值答案答案C第四十四页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第四十四页，编辑于星期四：二十点 二十八分。请同学们认真完成课后强化作业第四十五页，编辑于星期一：十三点 四十六分。第四十五页，编辑于星期四：二十点 二十八分。